JPH02299826A - 透明ガスバリヤフィルムの製造方法 - Google Patents

透明ガスバリヤフィルムの製造方法

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JPH02299826A
JPH02299826A JP11852489A JP11852489A JPH02299826A JP H02299826 A JPH02299826 A JP H02299826A JP 11852489 A JP11852489 A JP 11852489A JP 11852489 A JP11852489 A JP 11852489A JP H02299826 A JPH02299826 A JP H02299826A
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Tsutomu Sawada
勉 沢田
Shinichi Ohashi
慎一 大橋
Shigenobu Yoshida
重信 吉田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスバリヤ性に優れた透明プラスチックフィ
ルムに関するものである。さらに詳しくは、本発明は、
包装材料等としての使用に好適な、ガスバリヤ性に優れ
、しかも透明なプラスチックフィルムに関するものであ
る。
〔従来の技術および課題〕
食品、医薬品、化学薬品等の包装材料に用いられるプラ
スチックフィルムは、包装された内容物の変質を防ぐた
めに、水蒸気や酸素などのガス透過率の小さい材質のも
のが用いられている。
例えばこれらのプラスチックフィルムとしては、必要と
される特性に応じて、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニリデン等のフィルム、あるいは塩化ビニリ
デンを主成分とし、これと共重合可能な他の化合物、た
とえば塩化ビニル、メチルアクリレート、メチルメタク
リレート、アクリロニトリルなどとの共重合体等の塩化
ビニリデン系樹脂よりなるフィルム、およびこれらの塩
化ビニリデン系樹脂をポリプロピレン、ポリエステル、
ポリアミド等よりなるフィルムにコーティングした塩化
ビニリデン系樹脂コートフィルム等が、ガスバリヤ性を
備えた包装材料として用いられている。
これらのうち、ポリエチレン、ポリプロ、ピレンフィル
ムは、水蒸気バリア性には優れるが、酸素バリア性は低
い、また、ポリ塩化ビニリデン系樹脂フィルムは、ある
程度の水蒸気や酸素に対するガスバリヤ性を備°えては
いるが、それでも必ずしも充分なものではなく、高度な
ガスバリヤ性を必要とする包装材料には不適当であった
さらにまた、ポリビニルアルコールフィルムや、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体フィルム等のポリビニル
アルコール系フィルムも、酸素バリヤ性に優れているの
で、包装材料として広く用いられている。しかしながら
、ポリビニルアルコール系フィルムは水蒸気バリヤ性に
おいて劣り、さらに高湿度の条件下では酸素バリヤ性も
低下するという欠点を有する。そのためにポリビニルア
ルコール系フィルムを包装材料として用いる場合は、ポ
リプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリエ
ステルフィルムなどの水蒸気バリヤ性を有するフィルム
を、ポリビニルアルコール系フィルムに積層したフィル
ムが通常用いられている。しかしながら、このような積
層フィルムも、高度なガスバリヤ性を必要とする包装材
料としては、充分にその目的を果たすものとは云えなか
った。
したがって、このような積層フィルムを高度なガスバリ
ヤ性を必要とする包装材料として使用する場合には、積
層フィルムの厚さを厚くしなければならず、その結果、
積層フィルムの透明性や柔軟性が損なわれてしまい、包
装材料としての好ましい性質が失われてしまう。
また、透明ガスバリヤフィルムとしては、二軸延伸ナイ
ロンフィルムや二軸延伸ポリエステルフィルムなどにケ
イ素酸化物を蒸着したフィルムが知られている(例えば
、特公昭53−12953号公報参照)。
一般にケイ素酸化物を蒸着したフィルムは、圧力の低い
状態で蒸着を行うとバリヤ性は良好であるが透明性は低
下する。透明性を向上させるためには酸素、水蒸気ガス
を導入し圧力の高い状態で蒸着を行うことが有効である
が、この場合、膜は多孔質となり充分なバリヤ性を得ら
れないという問題があった。
そして、さらに高度のガスバリヤ性が必要な包装材料の
場合には、フィルムにアルミニウム箔を貼り合わせたも
のや、フィルムの表面にアルミニウムを蒸着させたもの
が用いられてきた。しかしながら、このような金属箔等
を用いた包装材料は、水蒸気や酸素などに対するガスバ
リヤ性には優れているものの、不透明であり、内容物を
外から見ることができないという欠点があって、包装材
料としては適当でない面があった。
本発明は、前述のような課題を解決し、薄い膜厚でも、
酸素ガスバリヤ性、水蒸気バリヤ性ならびに透明性に優
れ、包装材料として優れた性能を有するフィルムを提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、透明プラスチックフィルム基体上
に、ケイ素酸化物の薄膜を設けた後、水分を吸着させ、
次いで熱処理することを特徴とする、透明ガスバリヤフ
ィルムの製造方法を提供するものである。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明によるどきは、透明プラスチックフィルムを基体
として用いる。基体フィルムとして透明プラスチックフ
ィルムを用いると、最終的に得られるガスバリヤフィル
ムも透明となり、包装材料として使用する際に好適であ
る。
本発明で用いられる透明プラスチックフィルムの例とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなど
のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフ
タレートなどのポリエステル、ナイロン6、ナイロン1
2などのポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン
、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、芳香族ポリア
ミド、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニル
ブチラールなどがある。また、これらの共重合体や他の
有機重合体との共重合体であっても良く、他の有機重合
体を含有するものであってら良い、これらの有機重合体
には、公知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収
剤、可塑剤、滑剤、着色剤などが添加されていても良い
、これらの透明プラスチックフィルムは強度、伸度、熱
特性、寸法安定性などの点で延伸されていることが好ま
しいが、未延伸であっても良い。
透明プラスチックフィルムの光線透過率は、白色光線で
の全光線透過率が少なくとも40%以上、好ましくは6
0%以上、さらに好ましくは70%以上、最も好ましく
は80%以上であることが望ましい0着色剤など公知の
添加剤は、プラスチックフィルムの光線透過率が上の範
囲内になる量で添加されるのが良い。
本発明方法によるときは、透明プラスチ・ツクフィルム
上に、ケイ素酸化物の薄膜を形成するに先立ち、コロナ
放電処理、火炎処理、プラズマ処理、グロー放電処理、
粗面化処理などの表面処理や公知のアンカーコート処理
が施されても良く、また他のプラスチックフィルムと積
層されていても良い。
本発明方法で使用される透明プラスチックフィルムの厚
さは、特に制限を受けるものではないが、3〜400μ
−の範囲が望ましく、機械強度と可撓性の点でさらに好
ましくは5〜200μ職の範囲であることが望ましい、
かかる透明プラスチックフィルム基体上にケイ素酸化物
の薄膜が形成される。
本発明方法によるときは、まず、基体の透明プラスチッ
クフィルムの少なくとも片面に、ケイ素酸化物の薄膜を
形成する。この薄膜は、最終的に得られるフィルムに酸
素バリヤ性と水蒸気バリヤ性を付与する機能を果たす、
基体フィルムに薄膜を形成するために使用されるケイ素
酸化物とは、一般式: S 1Ox(0,5≦X≦2)
で表されるケイ素の酸化物をいう、このケイ素酸化物に
は、微量の金属や他の金属酸化物、金属水酸化物などを
含んでいても良い。
ケイ素酸化物薄層を形成する方法としては、真空蒸着、
イオンブレーティング、スパッタリングなどを用いる。
この際、透明性良好なケイ素酸化物薄膜を形成するため
には、酸素ガス、水蒸気等を導入するのが好ましい。
ケイ素酸化物の薄膜の厚さは、使用するフィルム基体の
厚さと最終的に得られるフィルムの使用目的に合わせて
選定されるが、本発明においては30人〜5000人の
範囲が望ましく、好ましくは50人〜2000人、さら
に好ましくは100人〜1000人が望ましい、30人
未満ではガスバリヤ性が十分でなく、5000Å以上で
は基体フィルムが15μ輪以下のように極めて薄い場合
に、カールが発生するなど平面性を損ない、好ましくな
い。
本発明方法では、次に、ケイ素酸化物の薄膜を設けた基
体フィルムに、水分を吸着させる。ケイ素酸化物層に水
分を吸着させる方法としては、ケイ素酸化物、薄膜を形
成したプラスチックフィルムを、高温高湿の環境下、例
えば60℃−90%RHの条件で一定期間保管する方式
、水中に一定時間浸漬する方法、薄膜を形成したフィル
ムに水をグラビアコート、リバースコート、スプレーコ
ートあるいは蒸気噴霧等の方法でコーティングする方法
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明方法によるときは、水を吸着させた後の基体フィ
ルムに熱処理を施す、熱処理は、30〜200℃の温度
範囲で行うのが好ましいが、これに限定されるものでは
ない、熱処理する温度が30℃未満では、熱処理に要す
る期間が長くなり、200℃を越えるとプラスチックフ
ィルム基体が熱収縮をおこし、シワなどが発生しやすく
なるため好ましくない、好ましくは、60〜180℃の
温度範囲で熱処理するのが良い、熱処理方法としては、
熱風乾燥機、恒温恒湿槽などの熱処理装置が適宜使用さ
れる。また熱処理する際の雰囲気の湿度については、特
に制限はない。
上記熱処理により、ケイ素酸化物の薄膜表面およびケイ
素酸化物の薄膜に形成された微細孔に吸着された水が反
応し、ケイ素酸化物の薄膜に形成された微細孔が塞がれ
る構造となる。そのために酸素および水蒸気が極めて透
過しにくい構造となり、酸素バリヤ性、水蒸気バリヤ性
の優れたものとなる。
本発明方法による透明ガスバリヤフィルムは、ケイ素酸
化物の薄膜を設けた後に、プラスチックフィルム面およ
び/またはケイ素酸化物薄膜面に、ヒートシール性や耐
摩耗性を与えるためのコーティング、押出しラミネーシ
ョン、あるいは、他のフィルムとの積層や文字、図柄な
どの印刷を適宜行うことができる。
〔発明の効果〕
本発明方法によって得られる透明ガスバリヤフィルムは
、前述のような方法で製造されるので、プラスチックフ
ィルム基体上に形成された多孔質ケイ素酸化物のam孔
が、水の吸着およびそれに続く熱処理によって、封孔さ
れた構造となり、透明で酸素ガスバリヤ性、水蒸気バリ
ヤ性が共に優れている。このため、包装材料として使用
するときは、内容物の変質を防ぐことができ、かつ内容
物の透視性が良い、よって、食品、医薬品、電気部品、
繊維製品、プラスチック部品などの包装材料として、好
適に用いることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例にもとづいてさらに詳細に説明す
るが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の例に限
定されるものではない。
なお、実施例における各特性の測定は、次の測定方法に
よったものである。
■ 酸素透過度 ASTM D−3985に準じて、酸素透過測定装置(
モタンコントロールス社製、0X−TRANloo )
を用いて25℃−80%RHの条件にて測定した。
@ 透湿度 透湿度測定装置(モダンコントロールズ社製、ト1)を
用いて40℃−90%R)Iの条件にて測定した。
■ 光線透過率 分光光度計(日立製作所(株)、自記分光光度計310
型)にて、分光透過率を測定し、波長550nmでの透
過率を光線透過率とした。
犬JLILu 厚さ12μの二軸延伸ポリエチレンテレフタレー)(P
ET)フィルムの表面に、I X 10−’Torrの
真空下、高周波誘導加熱方式で純度99.9%の一酸化
ケイ素(S io )を加熱蒸発させ、500人のケイ
素酸化物の薄膜を形成させた。
次にこのケイ素酸化物の薄膜に水分を吸着させるため、
60℃−90%R)(の雰囲気下に1分間放置した。
この後150℃の熱風乾燥機で3分間熱処理を行った。
得られたプラスチックフィルムについて、前記の方法で
酸素透過度、透湿度、光線透過率を測定した。測定の結
果を表−1に示す。
え奮且−ユ 実施例1に記載の例において、熱処理条件を150℃、
5秒としたほかは、同側におけると同様の手順でプラス
チックフィルムを製造した。得られたフィルムについて
、同様に諸物性を評価した。その結果を表−1に示す。
え1且−ユ 実施例1に記載の例において、水分の吸着方法をグラビ
アコートとし、ケイ素酸化物の薄膜上に水を69/a2
!!!布し、この後100℃で30分間熱処理を行った
ほかは、同側におけると同様の手順でプラスチックフィ
ルムを製造した。得られたフィルムについて、同様に諸
物性を評価した。その結果を表−1に示す。
良胤透−1 実施例3に記載の例において、熱処理条件を150℃で
3分間としたほかは、同側におけると同様の手順でプラ
スチックフィルムを製造した。
得られたフィルムについて、同様に諸物性を評価した。
その結果を表−1に示す。
11匠−j 実施例1に記載の例において、水分の吸着方法を水中浸
漬とし、5秒間浸漬後、150℃で3分間熱処理を行っ
たほかは、同側におけると同様の手順でプラスチックフ
ィルムを製造した。得られたフィルムについて、同様に
諸物性を評価した。
その結果を表−1に示す。
え1匠−玉 実施rIA2に記載の例において、蒸着時の圧力を4 
X I O−’Torrとしたほかは、同側におけると
同様の手順でプラスチックフィルムを製造した。得られ
たフィルムについて、諸物性を評価した。その結果を表
−1に示す。
え1皿−1 実施例4に記載の例において、蒸着時の圧力を4 X 
10−’Torrに変えたほかは、同側におけると同様
の手順でプラスチックフィルムを製造した。
得られたフィルムについて、諸物性を評価した。
その結果を表−1に示す。
ル[1 実施例1に記載の例において、蒸着時の圧力をI X 
10 ”5Torrに変え、水分の吸着および熱処理を
行わなかったほかは、同例におけると同様の手順でプラ
スチックフィルムを製造した。得られたフィルムについ
て、諸物性を評価した。その結果を表−1に示す。
厖狡侃−1 実施例1に記載の例において、水分の吸着および熱処理
を行わなかったほかは、同例におけると同様の手順でプ
ラスチックフィルムを製造した。
得られたフィルムについて、諸物性を評価した。
その結果を表−1に示す。
比」[倒−ユ 実施例1に記載の例において、水分の吸着を行わず、熱
処理のみ150℃で3分間と変えたほかは、同例におけ
ると同様の手順でプラスチックフィルムを製造した。得
られたフィルムについて、諸物性を評価しな、その結果
を表−1に示す。
比1−−−迭 実施例6に記載の例において、水分の吸着および熱処理
を行なわなかったほかは、同例におけると同様の手順で
プラスチックフィルムを得た。得られたフィルムについ
て、諸物性を評価した。その結果を表−1に示す。
L靴五−j 実施例1〜7において使用した二軸延伸PETフィルム
について、諸物性を評価した。その結果を表−1に示す
表−1から明らかなように、本発明方法により製造され
たフィルムは、酸素ガスバリヤ性、水蒸気バリヤ性が共
に優れ、透明性も全く損なわれていないことがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 透明プラスチックフィルム基体上に、ケイ素酸化物の薄
    膜を設けた後、水分を吸着させ、次いで熱処理すること
    を特徴とする、透明ガスバリヤフィルムの製造方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05177759A (ja) * 1991-12-28 1993-07-20 Toppan Printing Co Ltd 積層包装材料
US6720097B2 (en) 2000-10-13 2004-04-13 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Barrier film and method for production thereof
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